Simulador Sistémico para el Aprendizaje

En este cuarto artículo sobre simulaciones veremos el paso a paso de cómo utilizar un simulador sistémico para el aprendizaje. Además, para qué sirve crear un modelo conceptual al momento de generar un simulador y cómo integrar el modelo matemático y el software al entorno.

El producto que se trata de lograr al construir un simulador sistémico es un software que, aplicado en determinado ámbito (un ambiente de simulación) y accionado por determinado medio (un motor de simulación) emule el funcionamiento del sistema con el que interesa experimentar; que reciba los datos correspondientes a las acciones a aplicar sobre ese sistema y entregue resultados representativos del funcionamiento del mismo.

Para poder desarrollar ese software es necesario contar con un modelo lógico-matemático del sistema, y para éste se necesita contar previamente con un modelo conceptual, una expresión formal de las características generales (estructura y dinámica) del mismo.

"Un simulador trata de emular el funcionamiento del sistema, generalmente con muchas más variantes que las que puede considerar una persona en su modelo mental."

Pasó a paso
El primer paso para desarrollar una actividad de capacitación es entender el "para qué" de la misma. El segundo, consiste en definir "qué" se quiere lograr, en expresar formalmente unos objetivos que lleven a cumplir el propósito y el alcance del sistema a estudiar. El tercer paso es definir "con qué" recursos. Recién entonces se decide si se usará una simulación, de qué tipo será y si se complementará con contenidos para aprendizaje teórico.

El cuarto paso es definir "cómo" se hará, cómo serán los recursos empleados para la capacitación. Es entonces que se decide si el aprendizaje se basará en contenidos teóricos, complementados por actividades prácticas -que eventualmente pueden incluir alguna simulación-, o se centrará en la experimentación con un simulador que reproduzca al sistema objeto de estudio, complementada con algunas explicaciones de conceptos teóricos. En el primer caso la simulación será un recurso de aprendizaje más; en el segundo, el corazón del proceso de aprendizaje.
Recién ahora es posible iniciar la selección o construcción del simulador sobre una base sólida. Si se cumplieron los pasos indicados, es probable que se descubra que los simuladores que se tienen disponibles no están preparados para satisfacer completamente los objetivos propuestos, en cuyo caso habrá que desarrollar uno nuevo o adaptar uno existente.

El modelo conceptual
Cuando las personas tratamos de interpretar qué está sucediendo en un sistema o qué puede suceder con él en determinadas circunstancias, hacemos uso de un modelo mental. Trasladamos a un modelo abstracto la realidad del sistema, según nuestra propia percepción e interpretación, pues no podemos tener a todo el sistema en nuestra mente y percibir las interacciones de todos los factores que están en juego al mismo tiempo. Necesitamos ese tipo de modelo para poder interpretar la realidad compleja de los sistemas existentes en el mundo real, y eso es lo que nos permite subsistir en él.
Los modelos mentales se caracterizan por ser subjetivos, pues cada persona los construye a su manera basándose en su propia percepción e interpretación de la realidad, y por ser limitados, tanto como es la capacidad humana de percibir y manejar la complejidad de los sistemas reales. Esto hace que los modelos mentales de determinado sistema que se formaron diferentes personas difieran considerablemente unos de otros.
Un simulador trata de emular el funcionamiento del sistema, generalmente con muchas más variantes que las que puede considerar una persona en su modelo mental. Para que pueda hacer esto, el modelo en el cual se basa la construcción del simulador debe ser más semejante al sistema real, más complejo, que el modelo mental que cada persona tiene de ese sistema.
A este modelo básico se le llama modelo conceptual. Para que pueda ser construido, revisado, perfeccionado, compartido con otros, el mismo se debe expresar formalmente, de ser posible, por escrito. El modelo conceptual es, entonces, una expresión formal de las características del sistema, creada a partir de los modelos mentales de las personas que intervienen en su construcción.

Construyendo el modelo conceptual
Como se explicó, el primer paso para construir ese modelo consiste en definir con precisión el alcance del sistema a modelizar y asignarle límites precisos.
Además de los límites, es muy importante conocer el propósito y los objetivos de la simulación, a partir de los cuales se pueden identificar los factores que interesa estudiar entre los muchos que inciden en el sistema. La identificación de los factores clave permite diseñar un modelo conceptual, y luego un simulador, que tenga todo lo importante y no sea excesivamente complejo.
El segundo paso es que personas que conozcan muy bien el sistema real expresen sus modelos mentales y los compatibilicen en un modelo coherente. El producto resultante es el embrión de modelo conceptual. Luego será necesario enriquecerlo con la visión del sistema que tengan otras personas, además de toda la información que se pueda obtener de libros y de otras fuentes.
Finalmente, a fin de perfeccionarlo, el modelo resultante se valida, se somete a pruebas de consistencia con la realidad. Lo importante del modelo conceptual es que tiene la capacidad de transmitir a diferentes personas, con diferentes percepciones del sistema real, una visión compartida del mismo.
"Además de los límites, es muy importante conocer el propósito y los objetivos de la simulación, a partir de los cuales se pueden identificar los factores que interesa estudiar entre los muchos que inciden en el sistema."

Cómo continúa el desarrollo de un simulador

Para llegar a tener un simulador faltan aún tres pasos: diseño del modelo matemático, programación del software del simulador e integración del mismo al entorno de simulación. El diseño del modelo matemático depende fuertemente del modelo conceptual, pues se concibe a partir de aquel. Por esa razón, generalmente en la revisión del modelo conceptual intervienen las personas que harán el diseño del modelo matemático. 

Dinámica de la construcción de conocimiento 

Lo interesante de un proceso de aprendizaje basado en simulaciones es que se produce un ciclo de construcción progresiva de conocimiento, como se observa en la figura -en la que cada rectángulo representa un proceso-. Partiendo de los modelos mentales de unas pocas personas, y por medio de experimentación en la simulación, se construyen los modelos mentales de muchas más, que a su vez sirven como bases para enriquecer y perfeccionar los medios de construcción de esos modelos. Así, el conocimiento se construye, propaga y enriquece. 

Ing. Raúl A. Santamarina
Director de Distance Educational Network
LR Latam N° 25